專利名稱：一種高效率低功耗脈沖能量轉(zhuǎn)換模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是ー種具有高效率、低功耗的將脈沖能量轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電壓輸出的集成電路模塊。屬于電源管理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我們一般設(shè)計(jì)發(fā)明的集成電路或電子產(chǎn)品，都需要在穩(wěn)定的直流電壓或固定的交流電壓下才能正常工作，很少有在不規(guī)則的脈沖電壓下還能持續(xù)工作的設(shè)計(jì)。但在ー些特定的環(huán)境和條件下，系統(tǒng)只有離散的脈沖電壓做為能量提供給下ー級(jí)電路，怎么有效、穩(wěn)定的將這些離散的脈沖能量轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的電壓，一直是制約設(shè)計(jì)師突破的ー個(gè)瓶頸。目前大多采用射隨器對(duì)外部電容儲(chǔ)能的方式來穩(wěn)定電壓，但由于大多時(shí)候脈沖周期離散、能量較弱，所以輸出電壓極不穩(wěn)定，對(duì)后一級(jí)電路的使用造成極大干擾。本設(shè)計(jì)充分考慮以上缺點(diǎn)，采用電容儲(chǔ)能方案的同吋，并配以低功耗比較器和基準(zhǔn)源模塊，通過有效地邏輯比較，合理控制輸出管的開關(guān)，達(dá)到將離散脈沖能量高效地轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)成穩(wěn)定電壓輸出的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)提供一種將離散脈沖能量高效地轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)成穩(wěn)定電壓輸出的一種高效率低功耗脈沖能量轉(zhuǎn)換模塊。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案
一種高效率低功耗脈沖能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于其包括輸入儲(chǔ)能模塊、基準(zhǔn)源和防死鎖模塊、輸出電壓調(diào)整模塊、開關(guān)控制比較器模塊、輸出開關(guān)模塊；
所述輸入儲(chǔ)能模塊用于對(duì)輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行儲(chǔ)能，輸出為開關(guān)控制比較器模塊和基準(zhǔn)源和防死鎖模塊部分器件供電，同時(shí)輸出作為輸出開關(guān)模塊的輸入；
所述基準(zhǔn)源和防死鎖模塊包括基準(zhǔn)源I、基準(zhǔn)源2、比較器2和選通開關(guān)K1、選通開關(guān)K2 ;所述基準(zhǔn)源I由集成電路模塊輸出電壓供電；所述基準(zhǔn)源2由輸入儲(chǔ)能模塊輸出電壓供電；所述比較器2由輸入儲(chǔ)能模塊輸出電壓供電，比較基準(zhǔn)源I和基準(zhǔn)源2的輸出電壓，輸出控制選通開關(guān)K1、選通開關(guān)K2，用于選通輸出不同基準(zhǔn)電壓；
所述輸出電壓調(diào)整模塊輸入集成電路模塊輸出電壓，輸出電壓作為所述開關(guān)控制比較器模塊的輸入比較電壓，用于調(diào)整整個(gè)模塊的輸出電壓；
所述開關(guān)控制比較器模塊用于比較輸出調(diào)整模塊輸出電壓的和基準(zhǔn)源和防死鎖模塊的輸出電壓，控制所述輸出開關(guān)模塊；
所述輸出開關(guān)模塊包括開關(guān)器件和儲(chǔ)能器件，用于開關(guān)控制輸入儲(chǔ)能模塊輸出，對(duì)其內(nèi)部的儲(chǔ)能器件進(jìn)行儲(chǔ)能，所述儲(chǔ)能器件電壓為集成電路模塊輸出電壓。其進(jìn)ー步特征在于所述輸入儲(chǔ)能模塊和輸出開關(guān)模塊采用電容儲(chǔ)能；所述輸出電壓調(diào)整模塊采用電阻分壓輸出；所述基準(zhǔn)源I電壓輸出為I. 25V、基準(zhǔn)源2電壓輸出為O. 9V。本發(fā)明采用電容儲(chǔ)能方案的同吋，并配以低功耗比較器和基準(zhǔn)源模塊，通過有效地邏輯比較，合理控制輸出管的開關(guān)，達(dá)到將離散脈沖能量高效地轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)成穩(wěn)定電壓輸出的目的。發(fā)明采用特有負(fù)反饋電壓穩(wěn)定系統(tǒng)，大大提高了能量轉(zhuǎn)換效率，并且大大降低了轉(zhuǎn)換紋波；而防死鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使電路工作更加穩(wěn)定并增加了模塊使用的通用性。


圖I為本發(fā)明中脈沖能量轉(zhuǎn)換模塊的原理方框圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示一種高效率低功耗脈沖能量轉(zhuǎn)換模塊，其包括輸入儲(chǔ)能模塊、基準(zhǔn)源和防死鎖模塊、輸出電壓調(diào)整模塊、開關(guān)控制比較器模塊、輸出開關(guān)模塊。

所述輸入儲(chǔ)能模塊用于對(duì)輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行儲(chǔ)能，輸出為開關(guān)控制比較器模塊和基準(zhǔn)源和防死鎖模塊部分器件供電，同時(shí)輸出作為輸出開關(guān)模塊的輸入。所述基準(zhǔn)源和防死鎖模塊包括基準(zhǔn)源I、基準(zhǔn)源2、比較器2和選通開關(guān)K1、選通開關(guān)K2 ;所述基準(zhǔn)源I由集成電路模塊輸出電壓供電；所述基準(zhǔn)源2由輸入儲(chǔ)能模塊輸出電壓供電；所述比較器2由輸入儲(chǔ)能模塊輸出電壓供電，比較基準(zhǔn)源I和基準(zhǔn)源2的輸出電壓，輸出控制選通開關(guān)K1、選通開關(guān)K2，用于選通輸出不同基準(zhǔn)電壓。所述輸出電壓調(diào)整模塊輸入集成電路模塊輸出電壓，輸出電壓作為所述開關(guān)控制比較器模塊的輸入比較電壓，用于調(diào)整整個(gè)模塊的輸出電壓。所述開關(guān)控制比較器模塊用于比較輸出調(diào)整模塊輸出電壓的和基準(zhǔn)源和防死鎖模塊的輸出電壓，控制所述輸出開關(guān)模塊。所述輸出開關(guān)模塊包括開關(guān)器件和儲(chǔ)能器件，用于開關(guān)控制輸入儲(chǔ)能模塊輸出，對(duì)其內(nèi)部的儲(chǔ)能器件進(jìn)行儲(chǔ)能，所述儲(chǔ)能器件電壓為集成電路模塊輸出電壓。所述輸入儲(chǔ)能模塊和輸出開關(guān)模塊采用電容儲(chǔ)能；所述輸出電壓調(diào)整模塊采用電阻分壓輸出；所述基準(zhǔn)源I電壓輸出為I. 25V、基準(zhǔn)源2電壓輸出為O. 9V。本發(fā)明是處理脈沖信號(hào)，將其能量轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電壓輸出，所以首先設(shè)計(jì)了儲(chǔ)能電容Cl對(duì)脈沖信號(hào)儲(chǔ)能。由于脈沖狀態(tài)的不一定，所以儲(chǔ)能電容Cl儲(chǔ)能后的電壓是不一定的。針對(duì)儲(chǔ)能后的電壓不一定的特點(diǎn)，本發(fā)明采用特定的負(fù)反饋開關(guān)控制比較法，對(duì)輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)比較，控制其能量的充放，來達(dá)到最終的動(dòng)態(tài)平衡。本發(fā)明利用儲(chǔ)能電容Cl儲(chǔ)能后的電壓對(duì)比較器I、比較器2、基準(zhǔn)源2和選通開關(guān)K1、選通開關(guān)K2供電，其中基準(zhǔn)源2的基準(zhǔn)輸出電壓設(shè)計(jì)為O. 9V ;而基準(zhǔn)源I和輸出電壓調(diào)整模塊則由輸出端的電壓來供電，在電路剛啟動(dòng)時(shí)，輸出端還未有能量補(bǔ)充，為低電平，基準(zhǔn)源I不啟動(dòng)，比較器2選擇選通開關(guān)K2閉合，使基準(zhǔn)源2的基準(zhǔn)輸出電壓O. 9V進(jìn)入到比較器I的一個(gè)輸入端，而比較器I的另ー個(gè)輸入端此時(shí)也為低，通過比較器I的比較控制，會(huì)使輸出開關(guān)模塊的輸出管打開，將儲(chǔ)能電容Cl的能量轉(zhuǎn)化到儲(chǔ)能電容C2上，使輸出端的電壓上升；當(dāng)輸出端的電壓上升到2. 5V以上時(shí)，基準(zhǔn)源I啟動(dòng)，基準(zhǔn)源I的基準(zhǔn)輸出電壓設(shè)計(jì)為I. 25V，此時(shí)比較器2選擇選通開關(guān)Kl閉合，使基準(zhǔn)源I的基準(zhǔn)輸出電壓I. 25V進(jìn)入到比較器I的一個(gè)輸入端，與輸出端經(jīng)電阻分壓后的電壓進(jìn)行比較；當(dāng)輸出端經(jīng)電阻分壓后的電壓小于I. 25V吋，比較器I控制輸出管打開，繼續(xù)將儲(chǔ)能電容Cl的能量轉(zhuǎn)化到儲(chǔ)能電容C2上，當(dāng)輸出端經(jīng)電阻分壓后的電壓大于I. 25V吋，比較器I控制輸出管關(guān)閉，這樣就通過這個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng)，最終使輸出端電壓達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡點(diǎn)上，使輸出電壓穩(wěn)定，而儲(chǔ)能電容C2在儲(chǔ)能的同吋，也對(duì)輸出電壓起到濾波平滑的作用。再通過合理配置輸出電壓調(diào)整模塊的分壓電阻，可調(diào)節(jié)最終輸出端的輸出電壓。本發(fā)明模塊中的比較器2、基準(zhǔn)源2和選通開關(guān)K1、選通開關(guān)K2除了在電路啟動(dòng)時(shí)起作用外，還具有防死鎖的功能。當(dāng)輸出端電壓由于某些特殊原因，電壓陡然降到2. 5V以下時(shí)，基準(zhǔn)源I就停止工作，基準(zhǔn)源I的輸出為O電平，如果還是將基準(zhǔn)源I的輸出做為比較器I的輸入端，那么輸出管將保持關(guān)閉，輸出端電壓不能再自動(dòng)升高，這樣系統(tǒng)就會(huì)進(jìn) 入死鎖狀態(tài)。由于有了比較器2、基準(zhǔn)源2和選通開關(guān)K1、選通開關(guān)K2的設(shè)計(jì)，當(dāng)基準(zhǔn)源I不啟動(dòng)后，比較器2自動(dòng)選擇選通開關(guān)K2閉合，將基準(zhǔn)源2的基準(zhǔn)電壓O. 9V切換到比較器I的輸入端，這樣可以通過O. 9V與輸出端經(jīng)電阻分壓后的電壓在比較器I進(jìn)行比較，使輸出管打開，從而使電路重新啟動(dòng)正常工作。
權(quán)利要求
1.一種高效率低功耗脈沖能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于其包括輸入儲(chǔ)能模塊、基準(zhǔn)源和防死鎖模塊、輸出電壓調(diào)整模塊、開關(guān)控制比較器模塊、輸出開關(guān)模塊； 所述輸入儲(chǔ)能模塊用于對(duì)輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行儲(chǔ)能，輸出為開關(guān)控制比較器模塊和基準(zhǔn)源和防死鎖模塊部分器件供電，同時(shí)輸出作為輸出開關(guān)模塊的輸入； 所述基準(zhǔn)源和防死鎖模塊包括基準(zhǔn)源I、基準(zhǔn)源2、比較器2和選通開關(guān)K1、選通開關(guān)K2 ;所述基準(zhǔn)源I由集成電路模塊輸出電壓供電；所述基準(zhǔn)源2由輸入儲(chǔ)能模塊輸出電壓供電；所述比較器2由輸入儲(chǔ)能模塊輸出電壓供電，比較基準(zhǔn)源I和基準(zhǔn)源2的輸出電壓，輸出控制選通開關(guān)K1、選通開關(guān)K2，用于選通輸出不同基準(zhǔn)電壓； 所述輸出電壓調(diào)整模塊輸入集成電路模塊輸出電壓，輸出電壓作為所述開關(guān)控制比較器模塊的輸入比較電壓，用于調(diào)整整個(gè)模塊的輸出電壓； 所述開關(guān)控制比較器模塊用于比較輸出調(diào)整模塊輸出電壓的和基準(zhǔn)源和防死鎖模塊的輸出電壓，控制所述輸出開關(guān)模塊； 所述輸出開關(guān)模塊包括開關(guān)器件和儲(chǔ)能器件，用于開關(guān)控制輸入儲(chǔ)能模塊輸出，對(duì)其內(nèi)部的儲(chǔ)能器件進(jìn)行儲(chǔ)能，所述儲(chǔ)能器件電壓為集成電路模塊輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高效率低功耗脈沖能量轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于所述輸入儲(chǔ)能模塊和輸出開關(guān)模塊采用電容儲(chǔ)能；所述輸出電壓調(diào)整模塊采用電阻分壓輸出；所述基準(zhǔn)源I電壓輸出為I. 25V、基準(zhǔn)源2電壓輸出為O. 9V。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種高效率低功耗脈沖能量轉(zhuǎn)換模塊，其包括輸入儲(chǔ)能模塊、基準(zhǔn)源和防死鎖模塊、輸出電壓調(diào)整模塊、開關(guān)控制比較器模塊、輸出開關(guān)模塊。輸入儲(chǔ)能模塊用于對(duì)輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行儲(chǔ)能；基準(zhǔn)源和防死鎖模塊用于基準(zhǔn)電壓設(shè)定和異常情況保護(hù)；輸出電壓調(diào)整模塊用于調(diào)整整個(gè)模塊的輸出電壓；開關(guān)控制比較器模塊用于比較輸出調(diào)整模塊輸出電壓和基準(zhǔn)源和防死鎖模塊的輸出電壓，控制輸出開關(guān)模塊；輸出開關(guān)模塊包括開關(guān)器件和儲(chǔ)能器件，用于開關(guān)控制輸入儲(chǔ)能模塊輸出，對(duì)其內(nèi)部的儲(chǔ)能器件進(jìn)行儲(chǔ)能，儲(chǔ)能器件電壓為集成電路模塊輸出電壓。本發(fā)明將離散脈沖能量高效地轉(zhuǎn)成穩(wěn)定電壓輸出。能量轉(zhuǎn)換效率高，且采用防死鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使電路工作更加穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H02M3/07GK102710123SQ20121018678
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者尹岱, 朱偉民, 郭斌, 馬曉輝 申請(qǐng)人:無錫市晶源微電子有限公司